JP2019190077A - Steel beam and column-beam joint structure using steel beam - Google Patents

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Abstract

To provide a steel beam which prevents occurence of welding cost, increase in the man hour, bending and warp of a beam web, and which can prevent local buckling by out-of-plane deformation of the beam web, and to provide a column-beam joint structure using the steel beam.SOLUTION: A steel beam 1 is mounted on a column 9, and has an H-shaped cross section. The steel beam 1 includes a vertical stiffener 11 disposed at a beam end part. Upper and lower end parts of the vertical stiffener 11 are joined with upper and lower beam flanges 3, 5, and the vertical stiffener 11 is not joined with the beam web 7 even though they are coming into contact with or approaching the beam web.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、鉄骨梁及び該鉄骨梁を用いた柱梁接合構造に関する。   The present invention relates to a steel beam and a column beam connection structure using the steel beam.

近年、建物の大型化や大空間化に伴い、梁長さが長くなる傾向にあり、同時に梁のたわみを防止する(剛性を高める)ために梁せいが大きくなる傾向にもある。さらに、剛性への寄与が小さい梁ウェブの厚みは、鋼材量を低減するためになるべく薄い方がよく、結果として大断面かつ梁ウェブが薄肉のH形断面梁が用いられるようになっている。   In recent years, with the increase in size and space of buildings, the beam length tends to increase, and at the same time, the beam warp tends to increase in order to prevent deflection of the beam (increase the rigidity). Further, the thickness of the beam web having a small contribution to rigidity is preferably as thin as possible in order to reduce the amount of steel. As a result, an H-shaped beam having a large cross section and a thin beam web is used.

このような大断面薄肉梁ウェブのH形断面梁においては、梁ウェブの幅厚比が大きくなることで、地震時に生じる曲げやせん断力によって局部座屈現象が生じやすくなる。特に曲げモーメントが大きくなる柱に近い梁端近傍では、梁中央と比較して局部座屈が進行しやすく、局部座屈によって必要な梁の変形性能が得られないといった課題がある。   In such an H-shaped cross-section beam having a large cross-section thin beam web, the width-thickness ratio of the beam web is increased, so that a local buckling phenomenon is likely to occur due to bending or shearing force generated during an earthquake. In particular, in the vicinity of the beam end close to the column where the bending moment increases, local buckling tends to proceed as compared with the center of the beam, and there is a problem that the required beam deformation performance cannot be obtained by local buckling.

このような課題を解決するため、梁端部における梁ウェブの局部座屈を防止する方法として、例えば特許文献1で提案されているようにH形断面梁21の梁ウェブ23に直交する横スチフナ25を設置する方法(図6参照)や、特許文献2で提案されている梁ウェブ23に直交する縦スチフナ27を複数設置する方法(図7参照)や、あるいは特許文献3で提案されている縦スチフナ27と横スチフナ25を組合せて設置される方法(図8参照)などがある。
これらの方法はいずれもスチフナが梁ウェブに溶接にて接合されており、これによって、梁ウェブの幅厚比あるいは境界条件をコントロールして、座屈を生じにくくすることを目的としている。
In order to solve such a problem, as a method of preventing local buckling of the beam web at the beam end, for example, as proposed in Patent Document 1, a lateral stiffener perpendicular to the beam web 23 of the H-shaped cross-section beam 21 is used. 25 (see FIG. 6), a method of installing a plurality of vertical stiffeners 27 orthogonal to the beam web 23 proposed in Patent Document 2 (see FIG. 7), or Patent Document 3 There is a method in which the vertical stiffener 27 and the horizontal stiffener 25 are installed in combination (see FIG. 8).
In any of these methods, the stiffener is joined to the beam web by welding, and the purpose thereof is to control the width-thickness ratio or boundary condition of the beam web so that buckling is less likely to occur.

特開2016−23417号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-23417 特開2011−208434号公報JP 2011-208434 A 特開2014−51822号公報JP 2014-51822 A

しかし、従来のいずれの方法においても、梁ウェブの座屈を補剛するためのスチフナは、全て梁ウェブに溶接されており、溶接のための工数が多く、コストが高く、さらには溶接熱の影響による梁ウェブの曲りや反りを防止するための手間も生じるという問題がある。
また、スチフナ等の座屈補剛材が梁ウェブと接合されることにより、梁ウェブに生じる曲げモーメントやせん断力の一部が座屈補剛材に伝達するため、梁ウェブの面外変形に伴う面外力以外の力によって座屈補剛材が損傷する可能性があるという問題もある。
However, in any of the conventional methods, all the stiffeners for stiffening the buckling of the beam web are welded to the beam web. There is also a problem in that it takes time to prevent bending and warping of the beam web due to the influence.
In addition, when a buckling stiffener such as a stiffener is joined to the beam web, part of the bending moment and shear force generated in the beam web is transmitted to the buckling stiffener, which can cause out-of-plane deformation of the beam web. There is also a problem that the buckling stiffener may be damaged by a force other than the accompanying out-of-plane force.

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、溶接コストや工数の増加、梁ウェブの曲りや反りの発生を防止し、かつ梁ウェブの面外変形による局部座屈を防止することが可能な鉄骨梁及び該鉄骨梁を用いた柱梁接合構造を提供することを目的としている。   The present invention has been made in order to solve such problems, and prevents an increase in welding cost and man-hours, bending and warping of the beam web, and local buckling due to out-of-plane deformation of the beam web. It is an object of the present invention to provide a steel beam that can be used, and a column beam connection structure using the steel beam.

(1)本発明に係る鉄骨梁は、柱に取りつくH形断面の鉄骨梁であって、
梁端部に配設された縦スチフナを有し、該縦スチフナの上下端部が上下の梁フランジに接合され、かつ該縦スチフナは梁ウェブとは当接又は近接しつつも接合されていないことを特徴とするものである。
(1) A steel beam according to the present invention is an H-shaped cross-section steel beam attached to a column,
It has a vertical stiffener disposed at the beam end, the upper and lower ends of the vertical stiffener are joined to the upper and lower beam flanges, and the vertical stiffener is in contact with or close to the beam web, but not joined It is characterized by this.

(2)また、上記(1)に記載のものにおいて、前記縦スチフナの上下端部が前記上下の梁フランジと溶接接合されていることを特徴とするものである。 (2) Further, in the above (1), the upper and lower ends of the vertical stiffener are welded to the upper and lower beam flanges.

(3)また、上記(1)又は(2)に記載のものにおいて、前記縦スチフナの座屈を補剛する座屈補剛材を有し、該座屈補剛材は前記縦スチフナに接合され、前記梁ウェブには接合されていないことを特徴とするものである。 (3) Further, in the above (1) or (2), a buckling stiffener for stiffening the buckling of the vertical stiffener is provided, and the buckling stiffener is joined to the vertical stiffener. And is not bonded to the beam web.

(4)また、上記(3)に記載のものにおいて、前記座屈補剛材が、前記縦スチフナと交差方向で、かつ前記梁ウェブに当接又は近接して配置された横スチフナであることを特徴とするものである。 (4) Further, in the above-described (3), the buckling stiffener is a lateral stiffener arranged in a direction intersecting with the longitudinal stiffener and in contact with or close to the beam web. It is characterized by.

(5)また、上記(3)に記載のものにおいて、前記座屈補剛材が、前記梁ウェブと材軸方向に平行でかつ当接又は近接して配設された面材であることを特徴とするものである。 (5) Further, in the above-described (3), the buckling stiffener is a face material arranged parallel to and in contact with or close to the beam web. It is a feature.

(6)また、上記(3)乃至(5)のいずれかに記載のものにおいて、前記縦スチフナを複数有し、前記座屈補剛材が隣り合う前記縦スチフナ間に亘るように設けられていることを特徴とするものである。 (6) Moreover, in the thing in any one of said (3) thru | or (5), it has two or more said vertical stiffeners, and the said buckling stiffener is provided so that it may span between the said adjacent vertical stiffeners. It is characterized by being.

(7)また、上記(1)乃至(6)のいずれかに記載のものにおいて、梁端部に最も近い縦スチフナは、前記梁端部から梁せいの1/2以下の距離に配置されていることを特徴とするものである。 (7) Further, in any of the above (1) to (6), the vertical stiffener closest to the beam end is arranged at a distance of 1/2 or less of the beam length from the beam end. It is characterized by being.

(8)また、上記(1)乃至(7)のいずれかに記載のものにおいて、前記縦スチフナを複数有し、隣り合う縦スチフナ間の間隔が、梁せいの1/2以下の距離に設定されていることを特徴とするものである。 (8) Further, in any of the above-described (1) to (7), a plurality of the vertical stiffeners are provided, and an interval between adjacent vertical stiffeners is set to a distance of 1/2 or less of the length of the beam. It is characterized by being.

(9)本発明に係る柱梁接合構造は、(1)乃至(8)のいずれかに記載の鉄骨梁が柱に接合されていることを特徴とするものである。 (9) A column beam connection structure according to the present invention is characterized in that the steel beam according to any one of (1) to (8) is bonded to a column.

本発明の鉄骨梁は、梁端部に配設された縦スチフナを有し、該縦スチフナの上下端部が上下の梁フランジに接合され、かつ該縦スチフナは梁ウェブとは当接又は近接しつつも接合されていないことにより、梁ウェブの面外変形を抑制できる。
また、縦スチフナは梁ウェブに接合されていないので、梁ウェブに生じる曲げやせん断力による変形が縦スチフナに伝達しないため、縦スチフナのねじりといった変形が防止でき、梁ウェブの面外変形による力に対して、安定した座屈拘束効果が発揮できる。
さらに、梁ウェブと縦スチフナの溶接量および工数を削減することができ、また、梁ウェブと縦スチフナが溶接されないため、溶接熱による梁ウェブの曲りや反りなどを防止することができ、曲りや反りの矯正に要する工数やコストも削減できる。
The steel beam of the present invention has a vertical stiffener disposed at the beam end, the upper and lower ends of the vertical stiffener are joined to the upper and lower beam flanges, and the vertical stiffener contacts or is close to the beam web. However, since it is not joined, the out-of-plane deformation of the beam web can be suppressed.
In addition, since the vertical stiffener is not joined to the beam web, deformation caused by bending or shearing force generated in the beam web is not transmitted to the vertical stiffener, so that deformation such as torsion of the vertical stiffener can be prevented, and force caused by out-of-plane deformation of the beam web can be prevented. On the other hand, a stable buckling restraining effect can be exhibited.
Furthermore, the welding amount and man-hour of the beam web and the vertical stiffener can be reduced, and since the beam web and the vertical stiffener are not welded, the bending and warping of the beam web due to welding heat can be prevented. Man-hours and costs required for correcting warpage can also be reduced.

本発明の一実施の形態の鉄骨梁の説明図であり、側面図(図1(a))と図1(a)の矢視A−A断面図(図1(b))である。It is explanatory drawing of the steel beam of one embodiment of this invention, and is a side view (FIG.1 (a)) and arrow AA sectional drawing (FIG.1 (b)) of Fig.1 (a). 本発明の一実施の形態の鉄骨梁の作用効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of the steel beam of one embodiment of the present invention. 図2の矢視断面図であり、図3(a)は図2(a)の矢視B−B断面図、図3(b)は図2(b)の矢視C−C断面図、図3(c)は図2(c)の矢視D−D断面図である。3A is a cross-sectional view taken along the arrow in FIG. 2, FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2A, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. FIG. 3C is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 本発明の他の実施の形態の鉄骨梁の説明図であり、側面図(図4(a))と図4(a)の矢視E−E断面図(図4(b))である。It is explanatory drawing of the steel beam of other embodiment of this invention, and is a side view (FIG.4 (a)) and arrow EE sectional drawing (FIG.4 (b)) of Fig.4 (a). 本発明の他の実施の形態の鉄骨梁の説明図であり、側面図(図5(a))と図5(a)の矢視F−F断面図(図5(b))である。It is explanatory drawing of the steel beam of other embodiment of this invention, and is a side view (Fig.5 (a)) and arrow FF sectional drawing (FIG.5 (b)) of Fig.5 (a). 従来例の鉄骨梁の説明図であり、側面図(図6(a))と図6(a)の矢視G−G断面図(図6(b))である(その1)。It is explanatory drawing of the steel beam of a prior art example, and is a side view (FIG. 6 (a)) and arrow GG sectional drawing (FIG.6 (b)) of FIG. 6 (a) (the 1). 従来例の鉄骨梁の説明図であり、側面図(図7(a))と図7(a)の矢視H−H断面図(図7(b))である(その2)。It is explanatory drawing of the steel beam of a prior art example, and is a side view (Fig.7 (a)) and arrow HH sectional drawing (FIG.7 (b)) of Fig.7 (a) (the 2). 従来例の鉄骨梁の説明図であり、側面図(図8(a))と図8(a)の矢視I−I断面図(図8(b))である(その3)。It is explanatory drawing of the steel beam of a prior art example, and is a side view (FIG. 8 (a)) and arrow II sectional drawing (FIG.8 (b)) of FIG. 8 (a) (the 3).

[実施の形態1]
本発明の一実施の形態に係る鉄骨梁1は、図1に示すように、梁上フランジ3、梁下フランジ5及びこれらを接続する梁ウェブ7からなるH形断面を有し、端部が柱9に取り付くものであって、梁端部に梁長手方向と直交するように梁上フランジ3と梁下フランジ5の間に配設された縦スチフナ11を有している。
そして、縦スチフナ11の上端部及び下端部がそれぞれ梁上フランジ3及び梁下フランジ5に接合され、かつ縦スチフナ11は梁ウェブ7とは当接又は近接しつつも接合されていないことを特徴とするものである。
[Embodiment 1]
As shown in FIG. 1, a steel beam 1 according to an embodiment of the present invention has an H-shaped cross section including an upper beam flange 3, a lower beam flange 5, and a beam web 7 connecting them, and an end portion thereof The column 9 has a vertical stiffener 11 disposed between the beam upper flange 3 and the beam lower flange 5 so as to be orthogonal to the beam longitudinal direction at the beam end.
And the upper end part and lower end part of the vertical stiffener 11 are joined to the beam upper flange 3 and the beam lower flange 5, respectively, and the vertical stiffener 11 is in contact with or close to the beam web 7 but not joined. It is what.

縦スチフナ11と梁上フランジ3及び梁下フランジ5との接合は、溶接接合するのが一般的であるが、これに限定されるものではない。例えば、エンドプレートを介したボルト接合とすることも可能である。
また、縦スチフナ11と梁上フランジ3及び梁下フランジ5との接合は、予め工場で行うのが好ましい。
The vertical stiffener 11 and the beam upper flange 3 and the beam lower flange 5 are generally joined by welding, but the present invention is not limited to this. For example, it is also possible to use bolt connection via an end plate.
Further, it is preferable that the vertical stiffener 11 and the beam upper flange 3 and the beam lower flange 5 are joined in advance at a factory.

縦スチフナ11は梁ウェブ7に当接又は近接して配置されるが、近接配置する場合の梁ウェブ7とのクリアランスは小さい方が望ましい。具体的には、梁の製造誤差等を考慮して3.0mm以下が望ましく、さらには梁ウェブの耐座屈性能に与える影響が小さい初期不整の範囲と同程度として、0.2mm以下がより望ましい。   The vertical stiffener 11 is disposed in contact with or close to the beam web 7, but it is desirable that the clearance with the beam web 7 is small when the beam is disposed in proximity. Specifically, the thickness is preferably 3.0 mm or less in consideration of the manufacturing error of the beam, and more preferably 0.2 mm or less as the same range as the initial imperfection that has a small influence on the buckling resistance performance of the beam web.

鉄骨梁1には上部の積載荷重や地震時の水平荷重によって、曲げモーメントやせん断力が発生し、幅厚比が大きくなるにしたがって、梁ウェブ7が面外方向(図1(a)では紙面直交方向、図1(b)では左右方向)にはらみ出す変形を生じやすくなる。
本実施の形態の鉄骨梁1では、縦スチフナ11と梁ウェブ7が接合されていないため、梁ウェブ7の幅厚比や境界条件は変わらず、面外変形が生じる荷重条件は縦スチフナ11を有していない鉄骨梁と変わらない。
しかしながら、本実施の形態では、縦スチフナ11が梁ウェブ7に当接又は近接配置されているので、梁ウェブ7の面外変形が生じ始めると、梁ウェブ7と縦スチフナ11の接触により、面外力が縦スチフナ11に伝達され、これに抵抗することによって面外変形を抑制できる。
そのため、縦スチフナ11は、梁ウェブ7の面外変形を拘束するのに十分な厚みと高さ(曲げ剛性)を有している。
The steel beam 1 generates bending moment and shearing force due to the upper loading load and horizontal load in the event of an earthquake. As the width-to-thickness ratio increases, the beam web 7 moves in the out-of-plane direction (in FIG. Deformation that protrudes in the orthogonal direction (left-right direction in FIG. 1B) is likely to occur.
In the steel beam 1 of the present embodiment, since the vertical stiffener 11 and the beam web 7 are not joined, the width-thickness ratio and boundary conditions of the beam web 7 do not change, and the load condition for causing out-of-plane deformation is the vertical stiffener 11. It is the same as a steel beam that you do not have.
However, in the present embodiment, since the vertical stiffener 11 is in contact with or close to the beam web 7, when the beam web 7 starts to be deformed out of the plane, the surface of the beam web 7 and the vertical stiffener 11 are brought into contact with each other. An external force is transmitted to the vertical stiffener 11 and resisting this can suppress out-of-plane deformation.
Therefore, the vertical stiffener 11 has sufficient thickness and height (bending rigidity) to restrain the out-of-plane deformation of the beam web 7.

なお、梁端部(柱面)に最も近い縦スチフナ11は、梁端部から梁せいの1/2以下の距離に配置されているのが好ましい。
また、縦スチフナ11を複数設ける場合には、隣り合う縦スチフナ間の間隔が、梁せいの1/2以下の距離に設定されていることが好ましい。
この理由は、以下の通りである。
梁ウェブに純せん断力が作用する場合は、45度方向に座屈が発生し、曲げモーメントの影響が大きくなるほど、その角度が小さくなり、梁端部に近づく傾向にある。よって、縦スチフナが効果的に面外座屈を抑えるためには、座屈の中心に近い位置に配置することが望ましく、梁せいの1/2以下とするのが好ましい。
Note that the vertical stiffener 11 closest to the beam end (column surface) is preferably disposed at a distance of 1/2 or less of the beam length from the beam end.
When a plurality of vertical stiffeners 11 are provided, it is preferable that the distance between adjacent vertical stiffeners is set to a distance of 1/2 or less of the beam.
The reason for this is as follows.
When a pure shear force acts on the beam web, buckling occurs in the 45 ° direction, and the greater the influence of the bending moment, the smaller the angle tends to approach the beam end. Therefore, in order for the vertical stiffener to effectively suppress out-of-plane buckling, it is desirable to place it at a position close to the center of buckling, and it is preferable to set it to 1/2 or less of the beam.

次に、本実施の形態の鉄骨梁1の作用について、図2及び図3に基づいて説明する。
図2、図3は、座屈拘束をしていないH形断面梁21(図2(a)、図3(a))と、H形断面梁21に縦スチフナ27を梁ウェブ23に溶接したもの(図2(b)、図3(b))と、本発明の実施の形態1の鉄骨梁1(図2(c)、図3(c))について、それぞれの応力伝達(図中の矢印)と面外変形(図中のグレーの楕円)を模式的に示したもの(図2)及び各図の断面方向の変形を示したもの(図3)である。
Next, the effect | action of the steel beam 1 of this Embodiment is demonstrated based on FIG.2 and FIG.3.
2 and 3 show an H-shaped cross-section beam 21 (FIGS. 2A and 3A) that is not buckled and a vertical stiffener 27 welded to the beam web 23. Stress transmission (in FIG. 2 (b), FIG. 3 (b)) and steel beam 1 (FIG. 2 (c), FIG. 3 (c)) of the first embodiment of the present invention An arrow) and out-of-plane deformation (gray ellipse in the figure) are schematically shown (FIG. 2), and deformation in a cross-sectional direction in each figure (FIG. 3).

座屈拘束をしていないH形断面梁21では、図2(a)、図3(a)に示すように、せん断が卓越する短い梁では、概ね45度方向に大きな面外変形が生じる。
なお、梁長さが長くなると、曲げモーメントが支配的になるため、面外変形は45度より小さく、紙面縦方向に近づく傾向がある。
As shown in FIGS. 2 (a) and 3 (a), the H-shaped cross-section beam 21 that is not buckled is subjected to large out-of-plane deformation in the direction of approximately 45 degrees in the case of a short beam that is predominantly sheared.
As the beam length increases, the bending moment becomes dominant, so the out-of-plane deformation is less than 45 degrees and tends to approach the vertical direction of the paper.

これに対し、図2(b)に示すように、H形断面梁21に縦スチフナ27を梁ウェブ23に溶接して設置したものでは、梁ウェブ23が上下の梁フランジに加えて、柱9と縦スチフナ27、あるいは隣り合う縦スチフナ27によって上下左右が拘束される形となり梁材軸方向の幅厚比が小さい矩形の板状に分割される。これにより、梁ウェブ23の面外変形が抑制され、曲げによる応力の高い梁フランジ近傍、あるいは柱9から最も遠い縦スチフナ27より梁中央側に座屈発生領域を移行させることができ、変形性能を高めることが可能となる。   On the other hand, as shown in FIG. 2B, in the case where the longitudinal stiffener 27 is welded to the beam web 23 and installed on the H-shaped cross-section beam 21, the beam web 23 is added to the upper and lower beam flanges, and the column 9 The vertical stiffener 27 or the adjacent vertical stiffener 27 is constrained in the vertical and horizontal directions and is divided into rectangular plates having a small width-thickness ratio in the beam material axis direction. As a result, out-of-plane deformation of the beam web 23 is suppressed, and the buckling occurrence region can be shifted from the longitudinal stiffener 27 near the beam flange where stress is high due to bending or from the column 9 to the center side of the beam. Can be increased.

一方で、縦スチフナ27と梁ウェブ23は溶接接合されているため、梁ウェブ23に生じる面内および面外応力が縦スチフナ27に伝達される(図2(b)、図3(b)参照)。
これにより縦スチフナ27には強軸・弱軸方向に3次元的な応力が発生し、ねじり現象が生じるため、荷重条件によっては、梁ウェブ23の面外変形の拘束効果が低下する可能性がある。
On the other hand, since the longitudinal stiffener 27 and the beam web 23 are joined by welding, in-plane and out-of-plane stresses generated in the beam web 23 are transmitted to the longitudinal stiffener 27 (see FIGS. 2B and 3B). ).
As a result, a three-dimensional stress is generated in the longitudinal stiffener 27 in the strong axis and weak axis directions, and a torsion phenomenon occurs. Therefore, depending on the load condition, the restraining effect of the out-of-plane deformation of the beam web 23 may be reduced. is there.

これに対して、本実施の形態の鉄骨梁1においては、縦スチフナ11が梁ウェブ7と接合されていないため、梁ウェブ7の面外変形は、座屈拘束をしていないH形断面梁21と同様に、斜め方向に生じようとする(図2(c)参照)。
しかしながら、面外変形が生じようとすると縦スチフナ11と梁ウェブ7が接触することにより縦スチフナ11近傍の面外変形が拘束され、結果として、幅厚比の小さい縦スチフナ11で分割された範囲に変形を留めることが可能となる(図3(c)参照)。また、縦スチフナ11と梁ウェブ7が溶接接合されていないので、梁ウェブ7に生じるせん断や曲げによる応力が縦スチフナ11に伝達することは無い。このため、縦スチフナ11にはねじりが生じず、上下の梁フランジ間で安定した形状を保つことができる。
On the other hand, in the steel beam 1 of the present embodiment, the longitudinal stiffener 11 is not joined to the beam web 7, so that the out-of-plane deformation of the beam web 7 is an H-shaped cross-section beam that is not buckled. Like 21, it tends to occur in an oblique direction (see FIG. 2C).
However, if the out-of-plane deformation is to occur, the out-of-plane deformation in the vicinity of the vertical stiffener 11 is constrained by the contact between the vertical stiffener 11 and the beam web 7, and as a result, the range divided by the vertical stiffener 11 having a small width-thickness ratio. It is possible to keep the deformation at (see FIG. 3C). In addition, since the vertical stiffener 11 and the beam web 7 are not welded to each other, stress due to shearing or bending generated in the beam web 7 is not transmitted to the vertical stiffener 11. For this reason, the vertical stiffener 11 is not twisted, and a stable shape can be maintained between the upper and lower beam flanges.

以上のように、本実施の形態の鉄骨梁1によれば、溶接コストや工数増加、梁ウェブ7の曲りや反りの発生を防止し、かつ梁ウェブ7の面外変形による局部座屈を防止することができる。
また、梁ウェブ7に生じる曲げやせん断力による変形が縦スチフナ11に伝達しないため、縦スチフナ11のねじりといった変形が防止でき、梁ウェブ7の面外変形による力に対して、安定した座屈拘束効果が発揮できる。
As described above, according to the steel beam 1 of the present embodiment, welding costs and man-hours are increased, the bending and warping of the beam web 7 are prevented, and local buckling due to out-of-plane deformation of the beam web 7 is prevented. can do.
Further, since deformation caused by bending or shearing force generated in the beam web 7 is not transmitted to the vertical stiffener 11, deformation such as torsion of the vertical stiffener 11 can be prevented, and stable buckling can be performed against the force due to out-of-plane deformation of the beam web 7. The restraint effect can be demonstrated.

[実施の形態2]
本実施の形態に係る鉄骨梁13を図4に基づいて説明する。なお、図4において、実施の形態1を示した図1と同一部分には同一の符号を付している。
本実施の形態の鉄骨梁13は、梁ウェブ7の面外変形を防止する機能と、縦スチフナ11の座屈を補剛する座屈補剛材としての機能を有する横スチフナ15を設けたものである。
横スチフナ15は、縦スチフナ11に直交し、かつ梁ウェブ7に当接又は近接するように配置されている。また、梁端部に最も近い縦スチフナ11については、縦スチフナ11と柱9との間に設けられ、隣に縦スチフナ11がある場合には、隣り合う縦スチフナ11に亘るように設けられている。
この横スチフナ15は、梁ウェブ7と近接しているが梁ウェブ7には溶接されておらず、縦スチフナ11あるいは柱9とのみ溶接にて接合されている。
なお、横スチフナ15を梁ウェブ7に近接させる場合の横スチフナ15と梁ウェブ7とのクリアランスは、前述した縦スチフナ11と梁ウェブ7とのクリアランスと同程度にするのが望ましい。
[Embodiment 2]
The steel beam 13 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the same components as those in FIG. 1 showing the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
The steel beam 13 according to the present embodiment is provided with a lateral stiffener 15 having a function of preventing out-of-plane deformation of the beam web 7 and a function as a buckling stiffener for stiffening the buckling of the vertical stiffener 11. It is.
The lateral stiffener 15 is disposed so as to be orthogonal to the vertical stiffener 11 and to be in contact with or close to the beam web 7. Further, the vertical stiffener 11 closest to the beam end is provided between the vertical stiffener 11 and the column 9, and when there is a vertical stiffener 11 next to the vertical stiffener 11, it is provided so as to extend over the adjacent vertical stiffener 11. Yes.
The lateral stiffener 15 is close to the beam web 7 but is not welded to the beam web 7 and is joined only to the vertical stiffener 11 or the column 9 by welding.
The clearance between the lateral stiffener 15 and the beam web 7 when the lateral stiffener 15 is brought close to the beam web 7 is preferably the same as the clearance between the vertical stiffener 11 and the beam web 7 described above.

ここで、せん断力が支配的な梁を想定すると、梁ウェブ7の面外変形はおおよそ斜め45度方向に生じることとなるため、横スチフナ15を面外変形が卓越すると思われる位置に配置している。これにより、縦スチフナ11のみでは抑えきれない面外変形が生じた場合も、横スチフナ15によって同様の面外変形を抑制することが可能となり、面外拘束力はより高まる。   Here, assuming a beam with a dominant shearing force, the out-of-plane deformation of the beam web 7 will occur in an oblique direction of about 45 degrees, so the lateral stiffener 15 is placed at a position where the out-of-plane deformation seems to be dominant. ing. As a result, even when out-of-plane deformation that cannot be suppressed only by the vertical stiffener 11 occurs, it is possible to suppress the same out-of-plane deformation by the lateral stiffener 15, and the out-of-plane restraining force is further increased.

さらに、梁せいが大きい場合には、縦スチフナ11が細長くなることで、縦スチフナ11自体が梁フランジからの軸応力によって面外(弱軸)方向に座屈する可能性もあるが、適切な間隔で横スチフナ15を設置することにより、縦スチフナ11の座屈を防止する補剛材としての機能も有している。
なお、縦スチフナ11と横スチフナ15で構成される格子状のスチフナ群を予め製作し、このスチフナ群を梁フランジ3あるいは柱9に設置するようにすれば、縦スチフナ間隔の調整が簡易となるという効果が得られる。
Furthermore, when the beam is large, the vertical stiffener 11 may be elongated, and the vertical stiffener 11 itself may be buckled in the out-of-plane (weak axis) direction due to the axial stress from the beam flange. By installing the horizontal stiffener 15, it also has a function as a stiffener for preventing the vertical stiffener 11 from buckling.
If a lattice-like stiffener group composed of the vertical stiffener 11 and the horizontal stiffener 15 is manufactured in advance and the stiffener group is installed on the beam flange 3 or the column 9, the vertical stiffener interval can be easily adjusted. The effect is obtained.

上記の実施の形態は、一つの事例であり、例えば縦スチフナ11や横スチフナ15の本数や配置、板厚などは荷重条件によって適宜変わってもよい。
また、上記の例では、横スチフナ15を縦スチフナ11に直交するように設けているが、横スチフナ15は必ずしも縦スチフナ11に直交する必要はなく、縦スチフナ11と交差するように配置されていればよく、さらには梁ウェブ7の座屈形状に応じて、縦スチフナに対して概略45度方向に配置されていても良い。
また、横スチフナ15を梁ウェブ7に近接させないで、すなわち梁ウェブ7からある程度の距離を離して配置しても、縦スチフナ11の座屈補剛材としては機能するので、このような態様でもよい。
The above embodiment is an example. For example, the number and arrangement of the vertical stiffeners 11 and the horizontal stiffeners 15, the plate thickness, and the like may be appropriately changed depending on the load condition.
In the above example, the horizontal stiffener 15 is provided so as to be orthogonal to the vertical stiffener 11. However, the horizontal stiffener 15 is not necessarily orthogonal to the vertical stiffener 11, and is disposed so as to intersect with the vertical stiffener 11. In addition, depending on the buckling shape of the beam web 7, the beam web 7 may be arranged in the direction of approximately 45 degrees with respect to the longitudinal stiffener.
Even if the lateral stiffener 15 is not brought close to the beam web 7, that is, even if it is arranged at a certain distance from the beam web 7, it functions as a buckling stiffener for the vertical stiffener 11. Good.

[実施の形態3]
本実施の形態に係る鉄骨梁17を図5に基づいて説明する。なお、図5において、実施の形態1を示した図1と同一部分には同一の符号を付している。
本実施の形態の鉄骨梁17は、実施の形態2の横スチフナ15に代えて面材19を隣り合う縦スチフナ11に亘るように設置したものである。面材19は、横スチフナ15と同様に梁ウェブ7と当接又は近接しているが梁ウェブ7には溶接されていない。
なお、面材19は、縦スチフナ11における最も梁ウェブ7に近い側に配設することにより、梁ウェブ7と近接させて梁ウェブ7との間のクリアランスを小さくすることが望ましい。
横スチフナ15と比較すると、面材19は梁ウェブ7の面外への変形を線ではなく面で抑えることが可能となるので、より面外変形拘束効果は高まる。
[Embodiment 3]
The steel beam 17 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the same parts as those in FIG. 1 showing the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
The steel beam 17 according to the present embodiment is configured such that a face member 19 is provided so as to extend over the adjacent vertical stiffeners 11 in place of the lateral stiffener 15 according to the second embodiment. The face material 19 is in contact with or close to the beam web 7 as in the case of the lateral stiffener 15, but is not welded to the beam web 7.
It is desirable that the face material 19 is disposed on the side closest to the beam web 7 in the vertical stiffener 11 to reduce the clearance between the beam web 7 and the beam web 7.
Compared with the lateral stiffener 15, the face material 19 can suppress the deformation of the beam web 7 out of the plane with the surface instead of the line, and thus the out-of-plane deformation restraining effect is further enhanced.

なお、上記の実施の形態は、一例であり、座屈補剛材に用いる面材19は溝形鋼などを用いて縦リブと一体化した部材としてもよく、また長方形に限ったものではなく、梁ウェブ7の面外変形領域に応じた形状を有していてもよい。
また、実施の形態2と同様に、面材19を梁ウェブ7に近接させる場合の面材19と梁ウェブ7とのクリアランスは、前述した縦スチフナ11と梁ウェブ7とのクリアランスと同程度にするのが望ましい。
もっとも、面材19を梁ウェブ7に近接させないで配置しても、縦スチフナ11の座屈補剛材としては機能するので、このような態様でもよい。
In addition, said embodiment is an example and the face material 19 used for a buckling stiffener may be a member integrated with a longitudinal rib using grooved steel etc., and is not restricted to a rectangle. The beam web 7 may have a shape corresponding to the out-of-plane deformation region.
Similarly to the second embodiment, the clearance between the face material 19 and the beam web 7 when the face material 19 is brought close to the beam web 7 is approximately the same as the clearance between the vertical stiffener 11 and the beam web 7 described above. It is desirable to do.
However, even if the face material 19 is arranged without being brought close to the beam web 7, it functions as a buckling stiffener for the vertical stiffener 11, so such a mode may be used.

1 鉄骨梁(実施の形態1)
3 梁上フランジ
5 梁下フランジ
7 梁ウェブ
9 柱
11 縦スチフナ
13 鉄骨梁(実施の形態2)
15 横スチフナ
17 鉄骨梁(実施の形態3)
19 面材
<従来例>
21 H形断面梁
23 梁ウェブ
25 横スチフナ
27 縦スチフナ
1 Steel beam (Embodiment 1)
3 Beam upper flange 5 Beam lower flange 7 Beam web 9 Column 11 Vertical stiffener 13 Steel beam (Embodiment 2)
15 Horizontal stiffener 17 Steel beam (Embodiment 3)
19 Face material <Conventional example>
21 H-shaped cross section beam 23 Beam web 25 Horizontal stiffener 27 Vertical stiffener

Claims (9)

柱に取りつくH形断面の鉄骨梁であって、
梁端部に配設された縦スチフナを有し、該縦スチフナの上下端部が上下の梁フランジに接合され、かつ該縦スチフナは梁ウェブとは当接又は近接しつつも接合されていないことを特徴とする鉄骨梁。
A steel beam with an H-shaped cross section attached to a pillar,
It has a vertical stiffener disposed at the beam end, the upper and lower ends of the vertical stiffener are joined to the upper and lower beam flanges, and the vertical stiffener is in contact with or close to the beam web, but not joined A steel beam characterized by that.
前記縦スチフナの上下端部が前記上下の梁フランジと溶接接合されていることを特徴とする請求項1記載の鉄骨梁。   The steel beam according to claim 1, wherein upper and lower ends of the vertical stiffener are welded to the upper and lower beam flanges. 前記縦スチフナの座屈を補剛する座屈補剛材を有し、該座屈補剛材は前記縦スチフナに接合され、前記梁ウェブには接合されていないことを特徴とする請求項1又は2に記載の鉄骨梁。   2. A buckling stiffener for stiffening the buckling of the longitudinal stiffener, the buckling stiffener being joined to the longitudinal stiffener and not joined to the beam web. Or the steel beam of 2. 前記座屈補剛材が、前記縦スチフナと交差方向で、かつ前記梁ウェブに当接又は近接して配置された横スチフナであることを特徴とする請求項3記載の鉄骨梁。   The steel beam according to claim 3, wherein the buckling stiffener is a transverse stiffener arranged in a direction intersecting with the longitudinal stiffener and in contact with or close to the beam web. 前記座屈補剛材が、前記梁ウェブと材軸方向に平行でかつ当接又は近接して配設された面材であることを特徴とする請求項3記載の鉄骨梁。   The steel beam according to claim 3, wherein the buckling stiffener is a face member disposed parallel to and in contact with or close to the beam web. 前記縦スチフナを複数有し、前記座屈補剛材が隣り合う前記縦スチフナ間に亘るように設けられていることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか一項に記載の鉄骨梁。   The steel beam according to any one of claims 3 to 5, wherein a plurality of the vertical stiffeners are provided, and the buckling stiffener is provided so as to extend between the adjacent vertical stiffeners. 梁端部に最も近い縦スチフナは、前記梁端部から梁せいの1/2以下の距離に配置されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の鉄骨梁。   The steel beam according to any one of claims 1 to 6, wherein the vertical stiffener closest to the beam end is disposed at a distance of ½ or less of the beam from the beam end. 前記縦スチフナを複数有し、隣り合う縦スチフナ間の間隔が、梁せいの1/2以下の距離に設定されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の鉄骨梁。   The steel frame according to any one of claims 1 to 7, wherein a plurality of the vertical stiffeners are provided, and an interval between adjacent vertical stiffeners is set to a distance equal to or less than ½ of a beam. Beams. 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の鉄骨梁が柱に接合されていることを特徴とする柱梁接合構造。   A beam-to-column connection structure, wherein the steel beam according to any one of claims 1 to 8 is bonded to a column.
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